Компьютеризированный эксперимент Струпа, демонстрирующий взаимодействие факторов (2*3)

(Перевод Р.С. Шилко. Оригинальный текст: Vernoy M.W. A Computerized Stroop Experiment That Demonstrates the Interaction in a 2 * 3 Factorial Design. // Teaching of Psychology Vol. 21, No. 3, October 1994, pp. 186-189)

Резюме. Эта статья описывает компьютеризированный вариант эксперимента Струпа, который демонстрирует эффект взаимодействия в факторной модели. Независимыми переменными в этом эксперименте являются:

а) предъявление совпадающих слова-названия цвета с цветным прямоугольником или предъявление противоречивых слова-названия цвета с цветным прямоугольником;

б) расположение слова-названия цвета над, на или под цветным прямоугольником.

Зависимой переменной является время ответа испытуемого при назывании цвета прямоугольника. Данные шести семестров лабораторного курса экспериментальной психологии показывают существенное различие между противоречивым и совпадающим условиями и последовательное значительное взаимодействие между двумя независимыми переменными. Описывается компьютерная программа, которая реализует этот эксперимент, обсуждаются интерпретации взаимодействия.

В этой статье описывается компьютеризированный эксперимент Струпа, использовавшийся для демонстрации явления взаимодействия в факторном эксперименте, проводившемся студентами в моем курсе изучения методов исследования. Курс является начальным разделом, введением (продолжительностью в один семестр) в методы психологического исследования и экспериментальное моделирование с необходимыми трехчасовыми лабораторными занятиями. В течение первых 6 недель лабораторных занятий студенты выполняли три предмоделирующих эксперимента возрастающей сложности. Первый эксперимент является простым двухуровневым, второй является многоуровневым, а третий — факторным. Целью этого последнего задания было дать студентам некоторое представление о взаимодействии во время интерпретации результатов факторного эксперимента. Я подготовил компьютеризированный эксперимент, который последовательно воссоздает взаимодействие интересное и достаточно легкое для объяснения. Я коротко опишу эксперимент, компьютерную программу, генерирующую стимулы, и результаты, полученные в шести курсах на протяжении последних 3 лет.

В оригинальной версии задания Струпа (Stroop, 1935) испытуемым предъявлялись напечатанные цветными чернилами слова, и от них требовалось называть цвет чернил по возможности быстро. Слово в данном случае было названием цвета чернил, которыми это слово было напечатано (совпадающее условие), названием цвета, отличным от цвета чернил, которыми было напечатано это слово (конфликтное условие), или названием чего-нибудь неотносящегося к цвету чернил (нейтральное условие). Испытуемые дольше называют цвет чернил в конфликтном условии (например, напечатанное красными чернилами слово «синий»), чем цвет чернил в совпадающем условии (напечатанное синими чернилами слово «синий»). Хотя оригинальный эксперимент был опубликован много лет назад, интерес к эффекту Струпа не ослабевает.

Разновидности эффекта Струпа могут быть продемонстрированы с использованием цветов, картинок, геометрических фигур и даже слов на разных языках (см. обширный обзор MacLeod, 1991). Можно даже разделять элементы (например, слово и цвет) и тем не менее получать эффект Струпа. Дайер и Северанс (Dyer & Severance, 1973), например, отмечали, что называние цвета замедлялось, если предъявление цветного прямоугольника предварялось 50-мс «вспышкой» напечатанного черной краской конфликтного названия цвета. Кроме того, Канеман и Чейзик (Kahneman & Chajczyk, 1983) показали, что предъявление слова над или под цветным прямоугольником может влиять на называние цвета прямоугольника. Когда они предъявляли совпадающие цвет и слово, называние цвета прямоугольника улучшалось, но когда цвет и слово были конфликтными, называние цвета прямоугольника замедлялось. Гулкашн (Goolkasian, 1981) продемонстрировала зависимость эффекта Струпа от сетчаточного положения изображения. Она обнаружила, что центральные изображения больше проявляют улучшение или задержку, чем периферические.

В моем эксперименте студенты исследовали эффект пространственного положения слов, конфликтных или совпадающих, измеряя время ответа при назывании цвета прямоугольника. Я предполагал, что:

а) время ответа будет больше, если испытуемым предъявляются конфликтные цвет и слово, чем при предъявлении совпадающих цвета и слова;

б) время ответа будет меняться в зависимости от пространственного положения слова-названия цвета * над, на или под цветным прямоугольником.

Каждый семестр примерно 50 начинающих изучать психологию студентов принимали участие в компьютеризированной версии эффекта Струпа, использующей процедуру, подобную предложенной Канеманом и Чейзиком (Kahneman & Chajczyk, 1983). Это был групповой 2x3 факторный эксперимент. Первая независимая переменная включает в себя либо совпадающие, либо конфликтные название цвета и цветной прямоугольник. Второй независимой переменной является положение названия цвета * над, на или под цветным прямоугольником.

Рисунок 1. Примеры трех разных видов пространственного положения в эксперименте:

а) название цвета над цветным прямоугольником;

б) название цвета на цветном прямоугольнике;

в) название цвета под цветным прямоугольником.

Каждый испытуемый сидел напротив совместимого с IBM PC компьютера (80286) с цветным монитором EGA. Экспериментатор сидел позади монитора, имел перед собой клавиатуру, и был обращен к испытуемому таким образом, что не мог видеть стимулов, предъявлявшихся на экране. Используя четыре цвета, компьютер предъявлял шесть различных условий в виде двух серий по 24 пробы в каждой. Каждый испытуемый получал инструкцию называть цвет прямоугольника по возможности быстро и точно. Как только испытуемый называл цвет, экспериментатор нажимал клавишу на клавиатуре. Компьютер измерял время ответа в каждой пробе, подсчитывал и распечатывал средние значения времени ответов для каждого из шести условий.

Компьютерная программа, проводящая эксперимент Струпа, написана на языке Microsoft * Quick Basic 4.0 для IBM PC и совместимых с ним компьютеров. Для нее необходимы как минимум память объемом 640 Kb, видеокарта цветного монитора EGA и сам цветной монитор EGA. Большинство цветных мониторов типа EGA работают довольно хорошо при демонстрации красного, зеленого и синего цветов, но использование четвертого цвета иногда вызывает проблему. Эта программа имеет две различные версии: одна с желтым, а другая с коричневым цветом в качестве четвертого. (Преподаватель может выбрать версию, наиболее подходящую к конкретному компьютеру.) Компьютер проводит весь эксперимент: он предъявляет стимулы, измеряет и показывает значения времени ответов.

Программа начинается с запроса имени экспериментатора. После того, как экспериментатор набирает свое имя и нажимает клавишу , начинается эксперимент. Программа инструктирует испытуемого о том, что задача состоит в том, чтобы называть цвет прямоугольника по возможности быстро и точно. Затем начинается предъявление стимуляции. Так как это факторный эксперимент 2x3 с использованием четырех цветов, то существуют 24 возможные комбинации трех параметров стимула (красный, синий, зеленый или желтый X конфликтный или совпадающий X над, на или под). Эти 24 комбинации предъявляются в псевдослучайном порядке в двух отдельных сериях. Порядок для всех испытуемых одинаков и предопределен использованием Латинского квадрата. Перед экспериментальными сериями предъявлялись восемь тренировочных проб с тем, чтобы испытуемый и экспериментатор могли познакомиться с процедурой.

Каждая проба начиналась с предъявления значка «+» в качестве точки фиксации в центре экрана. После случайного интервала времени от 1 до 3 секунд на экране появляется стимульная пара. Появление стимульной пары включает таймер, который останавливается, когда экспериментатор нажимает клавишу на клавиатуре компьютера. Компьютер регистрирует соответствующее время ответа и предъявляет следующую стимульную пару. После двух серий по 24 стимульных пробы машина подсчитывает средние значения для каждого условия и предлагает распечатать результаты. Если воспользоваться этим, компьютер выведет результаты на экран и на печать, а в случае отказа экспериментатора ограничится выводом только на экран.

Значения времени ответов были обработаны с помощью использующего повторяющиеся критерии двухфакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Основной эффект конфликтности по сравнению с совпадением был всегда значимым (в течение 6 семестров не было значения F меньшего, чем 8.00). Основной эффект пространственного положения был существенным в 4 из 6 семестров. Взаимодействие между двумя независимыми переменными было всегда значимым (в течение 6 семестров значение F оставалось больше 6.00).

Взаимодействие является причиной недостаточной значимости влияния пространственного положения. Графики на рисунке 2 показывают, почему взаимодействие скрывает значимость пространственного положения. При рассмотрении только линии условия конфликтности очевидно, что существует незначительное различие между значениями времени ответа в условиях над и под, а условие на имеет значительно большее время ответа. Линия условия совпадения является зеркальным отражением конфликтной линии. При совпадении условия над и под похожи, тогда как время ответа в условии на значительно меньше. Таким образом, взаимодействие скрывает эффект прстранственного положения слова: увеличение времени ответа для конфликтного условия на нейтрализует эффект уменьшения времени ответа для совпадающего условия на.

Графики помогают студентам увидеть, что расположение слова на цветном прямоугольнике усиливает эффект влияния слова на называние цвета прямоугольника. Если слово на цветном прямоугольнике является совпадающим, это облегчает называние цвета прямоугольника. Если же слово является конфликтным, это задерживает идентификацию цвета прямоугольника. Положение слова над или под прямоугольником не оказывает такого сильного влияния на называние цвета прямоугольника. Это весьма сильное взаимодействие имело место всякий раз, когда мои студенты использовали компьютерную программу для проведения эксперимента, даже с размерами серии меньшими, чем 30 проб.

Одна особенность компьютерной программы может быть расценена как преимущество или как недостаток. Эта особенность заключается в том, что экспериментатор должен нажимать клавишу для того, чтобы измерить время ответа испытуемого. Недостатком это является потому, что время реакции экспериментатора прибавляется к таковому испытуемого (существует более быстрая система восприятия голоса), но это также и преимущество, потому что не требуется никакого оборудования, кроме компьютера. К тому же, так как все пробы для каждого испытуемого проводятся одним экспериментатором, использующим индивидуальную процедуру, время реакции экспериментатора не является побочной переменной, если предположить, что оно постоянно во всех пробах. Так как экспериментатор фиксирует время, он должен оставаться внимательным в течение всего эксперимента. Необходимо только контролировать, чтобы экспериментатор сидел за клавиатурой в таком положении, которое позволяет ему видеть и слышать испытуемого, но предотвращает возможность увидеть экран монитора. Поскольку компьютер оповещает о начале задания и каждой экспериментальной пробе звуковым сигналом, для экспериментатора нет необходимости смотреть на экран. Эта процедура также дает преподавателю возможность обсудить со студентами ситуации возникновения ограничений в проведении психологического исследования.

Результаты этого эксперимента показывают достоверное взаимодействие и подтверждают результаты оригинальной работы Струпа (Stroop, 1935) и более поздних экспериментов, таких, которые проводили Гулкашн (Goolkasian, 1981), Дайер и Северанс (Dyer and Severance, 1973), Канеман и Чейзик (Kahneman and Chajczyk, 1983). Этот эксперимент и компьютерная программа могут быть эффективным предметом изучения в курсе лабораторных методов исследования или в курсе когнитивной психологии.